(57)【要約】  ドライエッチング装置（１）内では、トレイ（３）に収容された状態で基板（２）が搬送される。プラズマ処理部（１１）に搬入前のトレイ（３）に対してアラインメント処理を行う回転ステージ（３３）の上方に、仮置きステージ（３５）が間隔をあけて配置されている。ドライエッチング後にトレイ（３）は仮置きステージ（３５）に配置されて冷却される。１枚のトレイ（３）についてプラズマ処理部（１１）でドライエッチングを実行中に、他のトレイ（３）のカセット（２４）から回転ステージ（３）の搬送とそれに続くアラインメント処理や、仮置きステージ（３５）からカセット（２４）へのトレイ（３）の回収を実行する。
2011114677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板又は基板を収容したトレイである対象物を収納するストック部と、
前記ストック部から搬入される前記対象物の前記基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理部と、
前記プラズマ処理部に搬入前の前記対象物に対して前処理を行うための前処理ステージと、前記前処理ステージの上方に配置されて前記プラズマ処理後の前記対象物が載置される仮置きステージとを有する前処理部と、
前記対象物を搬送するための単一のアームを備える搬送装置と、
前記プラズマ処理前の前記対象物が前記ストック部から前記前処理ステージを経て前記プラズマ処理部へ搬送され、前記プラズマ処理後の前記対象物が前記プラズマ処理部から前記仮置きステージを経て前記ストック部へ搬送されるように前記搬送装置を制御する制御部と
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記プラズマ処理部内で１個の前記対象物の前記基板について前記プラズマ処理を実行中に、前記仮置きステージに載置された別の１個の前記対象物の前記ストック部への搬送と、さらに別の１個の前記対象物の前記ストック部から前記前処理ステージへの搬送とを実行するように、前記搬送装置を制御する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記仮置きステージは、載置された前記対象物との間での熱伝導により前記対象物を冷却する機能を有する、請求項２に記載のプラズマ処理措置。
【請求項４】
前記前処理ステージは前記対象物が水平方向に移動可能に載置されるアラインメントステージであり、
前記前処理部はアラインメントステージに載置された前記対象物に対してアラインメント処理を行うアラインメント部である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置
【請求項５】
前記アラインメント部は、前記アラインメントステージに載置された前記対象物の水平面内の位置を前記アラインメントステージに対して位置合わせする直交位置合わせ機構を備える、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記対象物は外周縁に形成されたノッチを備え、
前記アラインメントステージは、鉛直方向に沿って延びる回転軸周りに回転可能である、請求項４又は請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記アラインメント部は、前記アラインメントステージに載置された前記対象物の前記ノッチを光学的に検出するノッチ検出センサーを備え、前記ノッチ検出センサーからの出力に応じて前記アラインメントステージを回転させることで前記アラインメントステージに載置された前記対象物の回転角度位置を調整する、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記対象物は、前記トレイと、前記トレイに設けられた厚み方向に貫通する基板収容孔に収容された前記基板とを備え、
前記アラインメント部は、前記基板収容孔内の前記基板の有無を光学的に検出する基板検出センサを備える請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記対象物は、前記トレイと、前記トレイに設けられた有底の基板収容孔に収容された前記基板とを備え、
前記アラインメントステージは回転不可に固定されている請求項４から請求項７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
基板又は基板を収容したトレイである対象物をストック部から前処理部が備える前処理ステージに搬送し、
前記前処理ステージ上に配置された前記対象物に対する前処理を実行し、
前記対象物を前記前処理ステージからプラズマ処理部内に搬送し
前記プラズマ処理部で前記対象物の前記基板に対しプラズマ処理を実行し、
前記プラズマ処理部から前記前処理部内の前記前処理ステージの上方に配置された仮置きステージに前記対象物を搬送し、
前記仮置きステージから前記ストック部へ前記対象物を搬送する、プラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記対象物を搬送するための単一のアームを備える搬送装置により前記対象物が搬送され、
前記プラズマ処理部内で１個の前記対象物について前記プラズマ処理を実行中に、前記仮置きステージに載置された別の１個の前記対象物の前記ストック部への搬送と、さらに別の１個の前記対象物の前記ストック部から前記前処理ステージへの搬送とを実行する、請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置は、基板に対するプラズマ処理が実行されるプラズマ処理部に加え、基板の供給回収部、及びプラズマ処理部への供給前に、基板のアラインメント等の所定の処理を実行する前処理部を備える（特許文献１〜４参照）。この種のプラズマ処理装置内で基板を搬送する基板搬送装置には、基板を搬送するアームを２本備えるダブルアーム型と、そのようなアームを１本のみ備えるシングルアーム型とがある（特許文献５）。【０００３】
ダブルアーム型は、プラズマ処理部等に対する基板の搬入出を時間間隔をあけずに連続して実行可能であるので、スループット（単位時間に処理可能な基板の数量）を向上できる。しかし、ダブルアーム型は、構造が複雑で高コストとなる。【０００４】
シングルアーム型は、構造が簡易で低コストである。しかし、シングルアーム型は、１度に搬送可能な基板が１枚であるので、プラズマ処理部等に対する基板の搬入出に要する時間がダブルアーム型よりも長くなり、スループットが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８２１７７号公報
【特許文献２】特開２００２−４３２９２号公報
【特許文献３】特開平６−５１２６０号公報
【特許文献４】特開２００１−４４２５７号公報
【特許文献５】特開２００２−１６６３７６号公報，図９，図１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高スループットかつ低コストのプラズマ処理を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、基板又は基板を収容したトレイである対象物を収納するストック部と、前記ストック部から搬入される前記対象物の前記基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理部と、前記プラズマ処理部に搬入前の前記対象物に対して前処理を行うための前処理ステージと、前記前処理ステージの上方に配置されて前記プラズマ処理後の前記対象物が載置される仮置きステージとを有する前処理部と、前記対象物を搬送するための単一のアームを備える搬送装置と、前記プラズマ処理前の前記対象物が前記ストック部から前記前処理ステージを経て前記プラズマ処理部へ搬送され、前記プラズマ処理後の前記対象物が前記プラズマ処理部から前記仮置きステージを経て前記ストック部へ搬送されるように前記搬送装置を制御する制御部とを備える、プラズマ処理装置を提供する。【０００８】
具体的には、前記制御部は、前記プラズマ処理部内で１個の前記対象物の前記基板について前記プラズマ処理を実行中に、前記仮置きステージに載置された別の１個の前記対象物の前記ストック部への搬送と、さらに別の１個の前記対象物の前記ストック部から前記前処理ステージへの搬送とを実行するように、前記搬送装置を制御する。【０００９】
１枚の対象物についてプラズマ処理を実行中に、仮置きステージからストック部への別の対象物の搬送と、ストック部から前処理ステージへのさらに別の対象物の搬送を実行することで、搬送装置は低コストのシングルアーム型であるにもかかわらずスループットを向上できる。【００１０】
仮置きステージは前処理部に設けられており、前処理ステージの上方に配置されている。かかる仮置きステージの配置により装置の小型化と構成の簡素化を図ることができる。【００１１】
好ましくは、前記仮置きステージは、載置された前記対象物との間での熱伝導により前記対象物を冷却する機能を有する。【００１２】
プラズマ処理部でのプラズマ処理後の対象物は、直ちにストック部に搬送されるのではなく、いったん仮置きステージに載置される。従って、仮置ステージが対象物を冷却する機能を有する場合、ストック部には仮置きステージで冷却済みで温度がある程度低下した対象物が回収される。従って、対象物が基板を収容したトレイである場合、ストック部への回収後にトレイの周囲が真空環境から大気環境に変わっても、トレイからの熱伝導による基板の温度上昇が生じず、熱に起因する基板の品質低下や損傷を防止できる。つまり、仮置きステージにトレイの冷却機能を付与することで、トレイ冷却による基板の温度上昇防止を確保しつつ、高スループットかつ低コストのプラズマ処理を実現できる。【００１３】
例えば、前記前処理ステージは前記対象物が水平方向に移動可能に載置されるアラインメントステージであり、前記前処理部はアラインメントステージに載置された前記対象物に対してアラインメント処理を行うアラインメント部である。【００１４】
前記アラインメント部は、前記アラインメントステージに載置された前記対象物の水平面内の位置を前記アラインメントステージに対して位置合わせする直交位置合わせ機構を備える。【００１５】
前記対象物は外周縁に形成されたノッチを備え、前記アラインメントステージは、鉛直方向に沿って延びる回転軸周りに回転可能であってもよい。また、この場合、前記アラインメント部は、前記アラインメントステージに載置された前記対象物のノッチを光学的に検出するノッチ検出センサーを備え、前記ノッチ検出センサーからの出力に応じて前記アラインメントステージを回転させることで前記アラインメントステージに載置された前記対象物の回転角度位置を調整する。【００１６】
前記対象物が、前記トレイと、前記トレイに設けられた厚み方向に貫通する基板収容孔に収容された前記基板とを備える場合、前記アラインメント部は、前記基板収容孔内の前記基板の有無を光学的に検出する基板検出センサを備えてもよい。【００１７】
前記対象物は、前記トレイと、前記トレイに設けられた有底の基板収容孔に収容された前記基板とを備える場合、前記アラインメントステージは回転不可に固定される。【００１８】
本発明の第２の態様は、基板又は基板を収容したトレイである対象物をストック部から前処理部が備える前処理ステージに搬送し、前記前処理ステージ上に配置された前記対象物に対する前処理を実行し、前記対象物を前記前処理ステージからプラズマ処理部内に搬送し前記プラズマ処理部で前記対象物の前記基板に対しプラズマ処理を実行し、前記プラズマ処理部から前記前処理部内の前記前処理ステージの上方に配置された仮置きステージに前記対象物を搬送し、前記仮置きステージから前記ストック部へ前記対象物を搬送する、プラズマ処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、プラズマ処理後の対象物（基板又は基板を収容したトレイ）は、前処理ステージの上方に配置された仮置きステージに載置された後に、ストック部に回収される。また、シングルアーム型の搬送装置は、１個の対象物についてプラズマ処理中に、他の対象物の仮置きステージからストック部への搬送、及びさらに別の対象物のストック部から前処理ステージへ搬送を実行する。これらにより、高スループットかつ低コストのプラズマ処理を実現できる。また、仮置きステージが対象物をする機能を有する場合、特に対象物が基板を収容したトレイであれば、トレイ冷却による基板の温度上昇防止を確保しつつ、高スループットかつ低コストのプラズマ処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るドライエッチング装置の水平断面図。
【図２】図１のII−II線での断面図。
【図３】図１のIII−III線での断面図。
【図４】本発明の実施形態に係るドライエッチング装置の外観の斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係るドライエッチング装置のブロック図。
【図６】トレイ及び基板を示す斜視図。
【図７】アラインメント部の一部破断斜視図。
【図８】回転ステージとセンタリング機構の平面図。
【図９】ノッチ及び基板の検出動作を説明するための斜視図。
【図１０Ａ】ドライエッチング装置の動作を示すタイムチャート。
【図１０Ｂ】ドライエッチング装置の動作を示すタイムチャート。
【図１１】回転ステージへのトレイの搬入動作を説明するための断面図。
【図１２Ａ】プラズマ処理部へのトレイの搬入動作を説明するための断面図。
【図１２Ｂ】プラズマ処理部へのトレイの搬入動作を説明するための断面図。
【図１２Ｃ】プラズマ処理部へのトレイの搬入動作を説明するための断面図。
【図１３】基板サセプタへのトレイと基板の載置を説明するための断面図。
【図１４】仮置きステージへのトレイの搬入動作を説明するための断面図。
【図１５】本発明の変形例に係るドライエッチング装置の水平断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１から図５は本発明の実施形態に係るＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型のドライエッチング装置１を示す。このドライエッチング装置１では、基板２を搬送するためのトレイ３（対象物）が使用される。
【００２３】
図６を参照すると、トレイ３には上面３ａから下面３ｂまで厚み方向に貫通する複数個（本実施形態では６個）の基板収容孔４が設けられている。トレイ３の中央に１個の基板収容孔４があり、その周囲に残りの５個の基板収容孔４が平面視で等角度間隔に配置されている。個々の基板収容孔４に１枚の基板２が収容される。個々の基板収容孔４の孔壁には基板収容孔４の中心に向けて突出する基板支持部５が設けられている。図１３を併せて参照すると、基板支持部５の上面である基板支持面５ａは、基板収容孔４に収容された基板２の下面の周縁付近を支持する。本実施形態では、基板支持部５は基板収容孔４の孔壁の全周に設けられており、平面視では幅一定の円環状である。前述のように基板収容孔４はトレイ３を厚み方向に貫通するように形成されているので、トレイ３の下面３ｂ側から見ると、基板収容孔４（基板支持部５の先端で囲まれた円形の領域）により基板２の下面が露出している。基板支持部５は基板収容孔４の孔壁の周方向に間隔をあけて設けた複数個の突起状でもよい。トレイ３の外周縁には回転角度位置検出のためのノッチ３ｃが設けられている。
【００２４】
図１から図５を参照すると、ドライエッチング装置１は、基板２に対するドライエッチングを実行するプラズマ処理部１１と、プラズマ処理部１１に隣接して設けられてシングルアーム型の基板搬送装置１５を収容している搬送部１２とを備える。また、トレイ３を供給及び回収するための供給回収部（ストック部）１３が、搬送部１２に隣接して設けられている。本実施形態では処理前のトレイ３の供給と処理後のトレイ３の回収を同じ供給回収部１３で実行している。しかし、処理前のトレイ３を供給する供給部と、処理後のトレイ３を回収する回収部とを別個に設け、これらにストック部を構成してもよい。さらに、ドライエッチング前のトレイ３のアラインメント処理と、ドライエッチング後のトレイ３を仮置きのためのアラインメント部（前処理部）１４が、搬送部１２に隣接して設けられている。プラズマ処理部１１と供給回収部１３は、搬送部１２を挟んで互いに反対側に配置されている。アラインメント部１４は、プラズマ処理部１１及び供給回収部１３に対して搬送部１２の側方（図１において左側）に配置されている。プラズマ処理部１１内の処理室１６、供給回収部１３内の収容室１７、及びアラインメント部１４内のアラインメント室１８と、搬送部１２内の搬送室１９との間には、それぞれ連通口２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが設けられている。本実施形態では、搬送室１９と処理室１６の間の連通口２０Ａにゲートバルブ２１が取り付けられている。
【００２５】
図１から図３を参照して供給回収部１３を説明する。供給回収部１３は外部と収容室１７の連通口２０Ｄを開閉する扉２３を備える。連通口２０Ｄを介して収容室１７に出し入れ可能なカセット２４は、複数のトレイ３を多段配置された状態で収容している。個々のトレイ３は水平方向の開口２４ａ（図３参照）を介してカセット２４に対して出し入れ可能である。収容室１７内でカセット２４を保持するカセット保持機構２５は、上下方向に移動可能である。本実施形態では、ドライエッチング装置１の稼動中は、カセット２４の交換時を除いて、真空ポンプ２６（図５にのみ示す）の真空排気によって搬送室１９、収容室１７、及びアラインメント室１８が真空状態で保持される。
【００２６】
図１から図３を参照して搬送部１２を説明する。搬送室１９内に収容されたシングルアーム型の基板搬送装置１５は、トレイ３の下面３ｂの外周縁付近を支持することでトレイ３を保持可能な支持フォーク２８を１個のみ備える。支持フォーク２８は水平方向の直動のみが可能な上側水平移動機構２９Ａに装着され、この上側水平移動機構２９Ａは同様に水平方向の直動のみが可能な下側水平移動機構２９Ｂに搭載されている。また、下側水平移動機構２９Ｂは鉛直方向に延びる旋回軸３０に搭載されている。旋回軸３０はそれ自体の軸線回りの回転と上下方向移動が可能である。従って、支持フォーク２８は水平面内での直動と旋回が可能であり、かつ昇降可能である。上側及び下側駆動機構２９Ａ，２９Ｂと旋回軸３０とは、搬送機構駆動部３１により駆動される。
【００２７】
図１、図２、図７から図９、図１１、及び図１４を参照してアラインメント部１４について説明する。図７に最も明瞭に示すように、アラインメント室１８内の底部側には回転ステージ（アラインメントステージ）３３とセンタリング機構３４とが配置されている。また、アラインメント室１８内には、回転ステージ３３及びセンタリング機構３４の上方に間隔をあけて仮置きステージ３５が配置されている。仮置きステージ３５は平面視で回転ステージ３３と重なるように配置されている（図１参照）。仮置きステージ３５を回転ステージ３３に対して横並び配置するのではなく、回転ステージ３３の上方に重ねて配置することで、アラインメント室１８の平面視での面積を縮小でき、アラインメント部１４の小型化と構成の簡素を図ることができる。
【００２８】
図７に最も明瞭に示すように、回転ステージ３３は鉛直方向に延びる回転軸３６の上端に取り付けられている。この回転軸３６は、回転ステージ駆動機構部３７（図２参照）により回転駆動される。後に詳述するように、基板搬送装置１５によって搬送されたトレイ３が回転ステージ３３の上面３３ａに載置される。
【００２９】
図７及び図８を参照すると、センタリング機構３４はアラインメント室１８の底壁上に配置された一対のＬ形アーム３８Ａ，３８Ｂ備える。これらのＬ形アーム３８Ａ，３８Ｂの一端側は開閉駆動部３９に機械的に連結されている。開閉駆動部３９は、図８において一点鎖線で示す互いに離れた開位置と実線で示す互いに近接した閉位置との間で、Ｌ形アーム３８Ａ，３８Ｂを開閉動作させる。Ｌ形アーム３８Ａ，３８Ｂには、当接部材４０が鉛直方向上向きに突出するように設けられている。これらの当接部材４０はＬ形アーム３８Ａ，３８Ｂが閉位置となると回転ステージ３３上に載置されたトレイ３の外周縁端面と当接する。
【００３０】
仮置きステージ３５は、アラインメント室１８の側壁に固定された固定された基部３５ａと、この基部３５ａから水平方向に突出した本体３５ｂとを備える。後に詳述するようにプラズマ処理後のトレイ３が仮置きステージ３５の本体３５ｂに載置される。つまり、仮置きステージ３５は、プラズマ処理後のトレイ３をカセット２４に戻す前に一時的に保持しておくことを必須の機能とする。この必須の機能を確保する観点からは、トレイ３を載置可能である限り、仮置きステージ３５の形状、構造、材質等は特に限定されない。例えば、本実施形態のような単一の仮置きステージ３５に代えて、互いに分離された複数の仮置きステージを設けてもよい。
【００３１】
本実施形態における仮置きステージ３５は、前述したトレイ３の一時的な保持という必須の機能に加え、載置されたトレイ３を冷却するという追加の機能も有している。具体的には、仮置きステージ３５とその上に載置されたトレイ３との間の熱伝導により、トレイ３が冷却される。トレイ３を効果的に冷却するために、本実施形態における仮置きステージ３５は、熱伝導性が良好な金属製（例えばＡｌ）とし、載置されたトレイ３との接触面積を広くするために本体３５ｂを平面視で概ね一定幅で先端が半円状の帯状としている。仮置きステージ３５にトレイ３の冷却機能をもたせる場合、トレイ３の仮置きステージ３５上に載置されている部分の面積が可能な限り広くなるように、仮置きステージ３５の形状及び面積を設定することが好ましい。また、仮置きステージ３５にトレイ３の冷却機能をもたせる場合、仮置きステージ３５の上面（トレイ３が載置される面）を高い熱伝導性を有する弾性体で構成し、密着度を高めることでトレイ３の下面との接着面積を広くして熱伝達性を向上させてもよい。
【００３２】
アラインメント室１８の上端壁はアクリル等からなる透明天板４２により構成されている。この透明天板４２の上方には２個の基板検出センサー４３Ａ，４３Ｂと１個のノッチ検出センサー４４が配置されている。図１及び図７に示すように、基板検出センサー４３Ａは、回転ステージ３３の中心の直上に位置している。基板検出センサー４３Ｂは、平面視で回転ステージ３３からは外れているが仮置きステージ３５の本体３５ｂの先端付近に重なる位置に位置している。ノッチ検出センサー４４は、平面視で回転ステージ３３に対して基板検出センサー４３Ｂよりもさらに外側に位置している。回転ステージ３３上には基板検出センサー４３Ａの直下の位置に光反射部材４５Ａが固定されている。同様に、アラインメント室１８の底壁上には、基板検出センサー４３Ｂとノッチ検出センサー４４の直下の位置に、光反射部材４５Ｂ，４５Ｃがそれぞれ固定されている。仮置きステージ３５には、基板検出センサー４３Ａと光反射部材４５Ａとの間の光学経路を確保するための貫通孔４６Ａと、基板検出センサー４３Ｂと光反射部材４５Ｂとの間の光学経路を確保するための貫通孔４６Ｂとが設けられている。アラインメント室１８の上端壁は、基板検出センサー４３Ａ，４３Ｂとノッチ検出センサー４４の視野に相当する部分のみをアクリル等の透明材料により構成し、他の部分は不透明としてもよい。
【００３３】
基板検出センサー４３Ａ，４３Ｂとノッチ検出センサー４４は発光素子と受光素子が一体化された光学センサである。図９を参照すれば明らかなように、光反射部材４５Ａ，４５Ｂからの反射光を基板検出センサー４３Ａ，４３Ｂが受光することで、基板２が基板収容孔４に収容されていないことが検出できる。また、光反射部材４５Ｃから反射光をノッチ検出センサー４４が受光することでノッチ３ｃを検出できる。
【００３４】
図１、図３、図１２Ａから図１２Ｃを参照してプラズマ処理部１１を説明する。減圧可能な処理室１６の底部側には、下部電極としての機能と基板２及びトレイ３の保持台としての機能とを有する基板サセプタ４８が配設されている。基板サセプタ４８は上端側に静電チャック（ＥＳＣ）４９を備える。ＥＳＣ４９の上面４９ａから扁平な円柱状の６個（トレイ３の基板収容孔４と同数）の基板保持部５０が突出している。個々の基板保持部５０の上端に基板２が保持される。処理室１６の上端開口は石英等の誘電体からなる天板５１で閉鎖されている。天板５１上にはＩＣＰコイル５２が配設されている。基板搬送装置１５の支持フォーク２８と基板サセプタ４８との間でのトレイ３の受け渡しのために、昇降するロッド状部材であるトレイリフタ５３が設けられている。ドライエッチング時には、真空排気した処理室１６にエッチングガスを供給して所定圧力で維持した後、ＩＣＰコイル５２と基板サセプタ４８にそれぞれ高周波電圧を印加して処理室１６内にプラズマを発生させる。エッチング中、基板サセプタ４８中には温調された冷媒が循環され、基板２の下面と基板保持部５０との間には伝熱ガスが供給される。
【００３５】
図５にのみ示す制御部５５は、プラズマ処理部１１、搬送部１２、供給回収部１３、及びアラインメント部１４を制御し、基板搬送装置１５によるトレイ搬送処理や、アラインメント部１４における基板有無確認処理とアラインメント処理を含むドライエッチング装置１の各種動作を実行する。制御部５５には、オペーレータが必要な指令を入力するための操作・入力部５６と、運転状態等を表示するための表示部５７が接続されている。
【００３６】
次に、本実施形態のドライエッチング装置１の動作を説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、１枚のトレイ３に着目した場合、まずトレイ３は基板搬送装置１５により供給回収部１３の収容室１７内のカセット２４から搬送部１２の搬送室１９を介してアラインメント部１４のアラインメント室１８に搬入され、回転ステージ３３の上面３３ａに載置される。次に、回転ステージ３３に載置されたトレイ３に対してセンタリング機構３４によるセンタリング（水平面内での回転ステージ３３に対する位置合わせ）と、回転ステージ３３の回転による回転角度位置の調整とが実行される（図１０Ａ，１０Ｂではセンタリングと回転角度調整を併せてアラインメント処理と呼んでいる）。その後、トレイ３は基板搬送装置１５によりアラインメント室１８から搬送室１９を介してプラズマ処理部１１の処理室１６内に搬入されて、基板サセプタ４８上に載置される。次に、トレイ３と共に基板サセプタ４８に載置された基板２に対するプラズマ処理が実行される。プラズマ処理後、トレイ３は基板搬送装置１５により処理室１６から搬送室１９を介してアラインメント室１８に搬入され、仮置きステージ３５内に配置されて冷却される。その後、トレイ３はアラインメント室１８から搬送室１９を介して収容室１７へ搬送されてカセット２４で回収される。
【００３７】
以下、１枚のトレイ１に着目した場合のドライエッチング装置１の動作をより具体的に説明する。
【００３８】
旋回軸３０による旋回によって収容室１７に向けられた支持フォーク２８が、上側及び下側移動機構２９Ａ，２９Ｂによる直動によって連通口２０Ｂを通って搬送室１９から収容室１７内に進入し、カセット２４に収容されたトレイ３（６枚の未処理の基板２を収容している）を支持する。トレイ３を支持した支持フォーク２８は、連通口２０Ｂを通って収容室１７から搬送室１９に戻り、処理室１７内で旋回してアラインメント室１８に向けられる。図１１に示すように、支持フォーク２８は連通口２０Ｃを通ってアラインメント室１８内に進入し（図１１において左向きの直動）、トレイ３が回転ステージ３３の上方に位置される。続いて、旋回軸３０の下向移動により支持フォーク２８が回転ステージ３３よりも下方に降下し、トレイ３は回転ステージ３３の上面３３ａに載置される。回転ステージ３３へのトレイ３の載置を完了した支持フォーク２８は、連通口２０Ｃを通って搬送室１９に戻る（図１１において右向きの直動）。
【００３９】
図８を参照すると、開閉駆動部３９によってＬ形アーム３８Ａ，３８Ｂが開位置（一点鎖線）から閉位置（実線）の移動する。Ｌ形アーム３８Ａ，３８Ｂが閉位置となると、回転ステージ３３の上面３３ａに載置されているトレイ３の外周端面が当接部材４０により両側（図８において上下方向）から挟み込まれる。この当接部材４０での挟み込みによるセンタリングで、トレイ３はその中心が回転ステージ３３の中心（回転軸３６の回転中心）と一致するように水平面内での位置が調整される。
【００４０】
続いて、図９において破線の矢印で示すように、回転軸３６によって回転ステージ３３を回転させることで回転ステージ３３に配置されたトレイ３の回転角度位置が調整される。この回転角度位置の調整の際には、ノッチ検出センサー４４から出力でノッチ３ｃが検出し、それに応じて回転ステージ３３を回転させる。また、回転軸３６によって回転ステージ３３を回転させつつ基板検出センサー４３Ａ，４３Ｂの出力を監視することで、トレイ３の基板収容孔４に基板２が収容されていることを確認する。基板検出センサー４３Ａからの出力によりトレイ３の中央の基板収容孔４における基板２の有無を確認でき、基板検出センサー４３Ｂからの出力によりトレイ３の残りの５個の基板収容孔４における基板２の有無を確認できる。
【００４１】
次に、図１１を参照して説明した回転ステージ３３へのトレイ３の載置時と逆の動作を実行することで、支持フォーク２８は回転ステージ３３からトレイ３を受け取って搬送室１９に戻る。トレイ３を支持している支持フォーク２８は搬送室１９内で旋回してプラズマ処理部１１の処理室１６に向けられる。その後、ゲートバルブ２１が閉弁状態から開弁状態に切り換えられ、図１２Ａに示すように連通口２０Ａが開放される。また、トレイリフタ５３が上昇してその上端が基板サセプタ４８よりも上方に位置する。続いて、図１２Ｂに示すように、支持フォーク２８は連通口２０Ａを通って処理室１６内に進入し（図１２Ｂにおい左向きの直動）、トレイ３がトレイリフタ５３の上端よりも上方に位置される。続いて、支持フォーク２８がトレイリフタ５３の上端よりも下方に降下し、トレイ３がトレイリフタ５３の上端に載置される。トレイリフタ５３へのトレイ３の載置を完了した支持フォーク２８が連通口２０Ａを通って搬送室１９に戻ると、図１２Ｃに示すようにゲートバルブ２１が閉弁状態に切り換えられて連通口２０Ａが閉鎖される。また、トレイリフタ３５が降下することで、図１３に示すようにトレイ３と基板２が基板サセプタ４８のＥＳＣ４９に向けて降下する。トレイ３がＥＳＣ４９の上面４９ａに向けて降下すると、トレイ３の下面３ｂ側から基板保持部５０が基板収容孔４へ進入する。トレイ３がＥＳＣ４９の上面４９ａに載置されると、個々の基板収容孔４内の基板２は基板支持部５の基板支持面５ａから持ち上げられて基板保持部５０の上端に載置される。
【００４２】
基板サセプタ４８へのトレイ３の配置完了後、前述したようにプラズマによる基板２のエッチング処理が実行される。
【００４３】
エッチング処理後、図１２Ａから図１２Ｃを参照して説明した基板サセプタ４８への載置時と逆の動作を実行することで、支持フォーク２８は基板サセプタ４８からトレイ３を受け取って搬送室１９に戻る。トレイ３を支持している支持フォーク２８は搬送室１９内で旋回してアラインメント室１８に向けられる。図１４に示すように、支持フォーク２８は連通口２０Ｃを通ってアラインメント室１８内に進入し（図１４において左向きの直動）、トレイ３が仮置きステージ３５の上方に位置される。続いて、支持フォーク２８が仮置きステージ３５よりも下方に降下し、トレイ３は仮置きステージ３５の本体３５ｂの上面３５ｃに載置される。仮置きステージ３５へのトレイ３の載置を完了した支持フォーク２８は、連通口２０Ｃを通って搬送室１９に戻る（図１４において右向きの直動）。
【００４４】
プラズマ処理部１１の処理室１６内でのエッチング処理の際にプラズマから熱吸収によりトレイ３の温度が上昇する。しかし、エッチング処理後のトレイ３を仮置きステージ３５の本体３５ｂに載置してその上面３５ｃにトレイ３の下面３ｂを直接接触させることで、トレイ３から仮置きステージ３５への熱伝導によりトレイ３が冷却される。
【００４５】
次に、図１４を参照して説明した仮置きステージ３５への載置時と逆の動作を実行することで、支持フォーク２８は仮置きステージ３５からトレイ３を受け取って搬送室１９に戻る。また、支持フォーク２８は搬送室１９内で旋回して供給回収部１３の収容室１７に向けられる。さらに、支持フォーク２８は連通口２０Ｂを通って搬送室１９から収容室１７内に進入し、カセット２４にトレイ１３を受け渡す。
【００４６】
以上のように、本実施形態のドライエッチング装置１では、プラズマ処理部１１でドライエッチング後のトレイ３は、直ちに供給回収部１３のカセット２４に回収されるのではなく、いったんアラインメント部１８の仮置きステージ３５に載置されることで冷却され、カセット２４には冷却済みで温度がある程度低下したトレイ３が回収される。従って、カセット２４への回収後にトレイの周囲が真空環境から大気環境に変わっても、トレイ３からの熱伝導による基板２の温度上昇が生じず、熱に起因する基板２の品質低下や損傷を防止できる。例えば、エッチング終了時の約２００℃であるトレイ３を、所定温度（例えば１００℃以下）まで温度を低下した後にトレイ３をカセット２４に回収する必要がある場合、冷却機能をもたせた仮置きステージ３５に載置することで所定温度まで速やかトレイ３の温度を低下させてカセット２４に回収できる。その結果、エッチング終了からトレイ３をカセット２４に回収するまでの時間を短縮でき、スループットの向上を図ることができる。
【００４７】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、本実施形態のドライエッチング装置１では前述の１枚のトレイ３に対する動作を複数のトレイ３に対して連続して実行する。そして、Ｎ枚目（Ｎは２以上の整数）のトレイ３について基板２のドライエッチングがプラズマ処理室１６内で実行されている間に、まず、ドライエッチングが完了してアラインメント室１８の仮置きステージ３５に配置されているＮ−１枚目のトレイ３を、仮置きステージ３５から取り上げて供給回収部１３へ搬送してカセット２４に回収する。次に、未処理の基板２が収容されている新たなＮ＋１枚目の基板３を供給回収部１３のカセット２４から取り出してアラインメント室１８に搬送して回転ステージ３３に載置する。また、回転ステージ３３に載置されているトレイ３について基板検出センサー４３Ａ，４３Ｂを使用した基板２の有無の検出を実行する。さらに、センタリング機構３４によるトレイ３のセンタリングと回転ステージ３３の回転によるトレイ３の回転角度位置の調整を実行する（アラインメント処理）。このように、Ｎ枚目のトレイ３のドライエッチング中にＮ−１枚目及びＮ＋１枚目のトレイ３の搬送を実行することで、低コストであるがダブルアーム型と比較して搬送効率の低いシングルアーム型の基板搬送装置１５を採用しているにもかかわらずスループットを向上できる。つまり、本実施形態のドライエッチング装置１は、高いスループットかつ低コストのプラズマ処理を実現できる。
【００４８】
本発明は実施形態に限定されず種々の変形が可能である。
【００４９】
例えば、図１を参照すると、搬送室１９と処理室１６の間の連通口２０Ａに設けられたゲートバルブ２１と同様のゲートバルブを、収容室１７と搬送室１９との間の連通口２０Ｂと、アラインメント室１８と搬送室１９との間の連通口２０Ｃにも設けてもよい。この場合、処理室１６とアラインメント室１８は常時真空状態（減圧状態）、収容室１７は常に大気開放状態であり、搬送室１９が真空状態と大気開放状態を繰り返すロードロック室として機能する（いわゆるオープンカセット式の構成）。具体的には、収容室１７内のカセット２４に対するトレイ３の搬入出の際には、連通口２０Ｂのゲートバルブを開弁することで搬送室１９は大気開放される。この搬送室１９の大気開放時には、搬送室１９と処理室１６の間のゲートバルブ２１と、搬送室１９とアラインメント室１８との間のゲートバルブはいずれも閉弁され、それによって処理室１６とアラインメント室１８の真空状態が維持される。一方、カセット２４に対するトレイ３の搬入出時以外は、連通口２０Ｂのゲートバルブは閉鎖されて真空ポンプ２６の真空排気により搬送室１９が真空状態とされ、搬送室１９と処理室１６やアラインメント室１８との間でのトレイの搬入出の際にゲートバルブ２１や連通口２０Ｃのゲートバルブが開弁される。
【００５０】
図１５に示す変形例のドライエッチング装置１は、供給回収部１３に隣接して設けられた移載部７１を備える。供給回収部１３内の収容室１７と移載部７１内の移載室７２は連通口２０Ｅを介して互いに連通している。移載部７２は外部と移載室７２の連通口２０Ｆを開閉する扉７３を備える。供給回収部１３内にはカセット２４（例えば図１参照）は収容されていない。移載部７１から供給回収部１３に処理前の基板２を収容したトレイ３が供給され、これらのトレイ３は基板２の処理後に供給回収部１３から移載部７１に戻される。移載部７１内の移載室７２には移載ロボット７４が収容されている。この移載ロボット７４は、図１５において矢印Ｄ１で概念的に示すように、トレイ３の基板収容孔４にドライエッチング前の基板２を収容する作業、つまりトレイ３へ基板２を移載する作業を実行する。また、移載ロボット７２は、図１５において矢印Ｄ２で概念的に示すように、ドライエッチング済みの基板２をトレイ３から移載する作業を実行する。さらに、移載ロボット７２は、処理前の基板２を収容したトレイ３を移載部７１から供給回収部１３に搬入する作業（図１５の矢印Ｅ１）と、処理後の基板２を収容したトレイ３をトレイストック部１３から移載部７１に搬出する作業（図１５の矢印Ｅ２）とを実行する。
【００５１】
トレイは有底の基板収容孔を有するものでもよい。この場合はトレイの回転角度位置の調整は必要ないので、前述の実施形態における回転ステージ３３に代えて、トレイを載置可能であるが回転不可に固定されたアラインメントステージをアラインメント部に設ける。また、基板を収容したトレイに限定されず、基板自体に本発明を適用できる。例えば、前述の実施形態におけるトレイ３を大型の基板に置換した構成が考えられる。
【００５２】
本発明はドライエッチング装置に限定されずＣＶＤ装置等の他のプラズマ処理装置における基板の搬送にも適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  ドライエッチング装置
２  基板
３  トレイ
３ａ  上面
３ｂ  下面
３ｃ  ノッチ
４  基板収容孔
５  基板支持部
５ａ  基板支持面
１１  プラズマ処理部
１２  搬送部
１３  供給回収部
１４  アラインメント部
１５  基板搬送装置
１６  処理室
１７  収容室
１８  アラインメント室
１９  搬送室
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ  連通口
２１  ゲートバルブ
２３，７３  扉
２４  カセット
２４ａ  開口
２５  カセット保持機構
２６  真空ポンプ
２８  支持フォーク
２９Ａ  上側水平移動機構
２９Ｂ  下側水平移動機構
３０  旋回軸
３１  搬送機構駆動部
３３  回転ステージ
３３ａ  上面
３４  センタリング機構
３５  仮置きステージ
３５ａ  基部
３５ｂ  本体
３５ｃ  上面
３６  回転軸
３７  回転ステージ駆動機構
３８Ａ，３８Ｂ  Ｌ形アーム
３９  開閉駆動部
４０  当接部材
４２  透明天板
４３Ａ，４３Ｂ  基板検出センサー
４４  ノッチ検出センサー
４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ  光反射部材
４６Ａ，４６Ｂ  貫通孔
４８  基板サセプタ
４９  ＥＳＣ
４９ａ  上面
５０  基板保持部
５１  天板
５２  ＩＣＰコイル
５３  トレイリフタ
５５  制御部
５６  操作・入力部
５７  表示部
７１  移載部
７２  移載室
７４  移載ロボット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2011114677.tif 000013
【図１１】
2011114677.tif 000014
【図１２Ａ】
2011114677.tif 000015
【図１２Ｂ】
2011114677.tif 000016
【図１２Ｃ】
2011114677.tif 000017
【図１３】
2011114677.tif 000018
【図１４】
2011114677.tif 000019
【図１５】
2011114677.tif 000020
【国際調査報告】
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2011114677.tif 000022
2011114677.tif 000023
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